CN105066270A - 一种富含水分子的轻负离子释放装置及相应的释放方法 - Google Patents

一种富含水分子的轻负离子释放装置及相应的释放方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种富含水分子的轻负离子释放装置，其包括：壳体，其包括进风口和出风口，出风口位于进风口的前方；风机，其安装在壳体内的进风口一侧；湿网装置，其包括湿网和水箱，湿网安装在壳体内的出风口一侧；湿网的底部浸在水箱中；湿网与风机平行设置；负离子发生器，其安装在壳体内的出风口一侧，其位于湿网的前方。本发明中，空气先经过滤网过滤，产生洁净空气，然后经过加热网加热以后，再通过被水浸润的湿网，最后通过负离子释放电极添加负离子，从而产生洁净空气和富含水分子的小负离子，保证输出的负离子浓度的同时延长负离子存活寿命，达到模拟自然界中负离子状态的目标。

Description

一种富含水分子的轻负离子释放装置及相应的释放方法
技术领域
本发明涉及一种富含水分子的轻负离子释放装置及相应的释放方法。
背景技术
通常所说的负离子，主要有羟基负离子(水合羟基负离子，化学式为氢氧根负离子(化学式为[OH-(H2O)n])，负氧离子(化学式为)，负离子的存在离不开水分子。
科学研究表明，空气中的离子按体积大小可分为轻、中、重三种(也有描述为小、中、大三种，含义相同)。一部分正、负空气离子将周围10～15个中性气体分子吸附在一起形成轻空气离子，轻离子的直径为10-7cm，在电场中运动较快，为1～2cm2/(V.s)，存活时间较长。中、重离子多是灰尘、烟雾和小水滴等微粒失去或获得电子所产生，或是一部分轻离子与空气中的灰尘、烟雾等结合而形成。重离子在电场中运动较慢，存活时间短。只有轻离子(小离子)才能进入生物体。负离子在不同环境下的存活时间不等。在洁净空气中，负离子的存活时间有几分钟，而在灰尘多的环境中仅几秒钟。自然界中，负离子含量高、让人感觉舒畅的地方是森林里、瀑布边，这些地方的空气都比较洁净，而且富含水分，空气湿度相对较高。
中国专利201020613379.0公开了一种负离子空气清静器，其采用脉冲频率增强器将增强后的负高压通过门型电极组进行电晕放电，产生高效稳定的负离子，然后通过风机从空气排出口吹出去。吹出来的负离子与大气中的正离子、带正电的污染大气的微粒子发生碰撞、结合，变成为中性的气体分子。因此消除了空气中的正离子、带正电的污染大气的微粒子、大气中发生的活性氧(自由基)。这种方式虽然能够释放较强的负电荷，消除空气中的正离子，但不能产生容易被生物体吸收的小负离子，尤其在空气尘埃较多的情况下容易产生重离子，而且缺少水分子的结合，因而难以模拟自然界的负离子。
中国专利201420691165.3公开了一种水净化与负离子净化相结合的空气净化装置，其中负离子发生器置于上水膜后上方，被净化的空气先经过负离子发生器，然后进入水净化加湿装置。其使用负离子发生器使空气中的尘埃带上静电，带静电的尘埃更容易被吸附，再经过水膜滤网，让水膜滤网之网帘上的水珠吸附尘埃，达到净化空气并消毒灭菌的目的。负离子存在于水膜滤网的后面，只是发挥了净化作用。含水的水膜滤网具有导电性，空气在经过水膜滤网以后，带电荷的分子团和带电荷的尘埃被水膜滤网吸收，该专利正是利用了这个原理，实现了空气的净化，但缺点是负电荷被吸收掉了，最终从出风口排出的空气中负离子量极为有限，基本检测不到。
中国专利200820180849.1公开了一种有加湿功能的空气负离子发生器，其将超声雾化加湿功能结合到空气负离子发生器中，增加空气负离子发生器周围的空气湿度，因而导致空气负离子浓度增加，活性增强，使保健效果更高。该专利使用的加湿方案是超声雾化加湿原理，而超声雾化产生的水雾是以细微水珠的形式在漂浮空气中，因此是带静电的水珠和重离子，不是有益的小负离子，无法模拟自然界的负离子状态。
上述负离子发生装置的设计主要集中在负离子释放电极的放电效率和负离子的静电特性利用，没有关注空气洁净程度和水分子的添加，而空气洁净程度决定负离子大小和存活时间以及负离子传送距离，水分子的含量决定了是否接近自然负离子状态。
发明内容
本发明的所解决的技术问题在于提供一种富含水分子的轻负离子释放装置及相应的释放方法，其可产生洁净空气和富含水分子的轻负离子，从而延长负离子存活时间，并有利于生物体吸收。
为此，本发明提供一种富含水分子的轻负离子释放装置，其包括：
壳体，其包括进风口和出风口，出风口位于进风口的前方；
风机，其安装在壳体内的进风口一侧；
湿网装置，其包括湿网和水箱，湿网安装在壳体内的出风口一侧；湿网的底部浸在水箱中；湿网与风机平行设置；
负离子发生器，其包括负离子释放电极，负离子释放电极安装在壳体内的出风口一侧，其位于湿网的前方。
本发明中，壳体的材料可以是塑料或其它刚性材料。
本发明优选的方案为：水箱位于壳体之外、壳体的下方；壳体底部有开口，湿网从开口处向下伸出，进入水箱内，工作时湿网进入水箱内的部分浸泡在水中。
本发明中，风机为普通风机或散热风扇。风机抽风的方向为：空气从风机一侧进入，从湿网一侧排出。空气先通过湿网加湿，再经过负离子释放电极添加负离子。
本发明中，水以自然蒸发形式添加到空气中，因此水是以水分子而非水雾的形态存在，有利于结合负离子，形成轻负离子，从而为生物体所吸收。
本发明中，湿网装置具有加湿功能，对空气进行加湿之后，再通过负离子发生器添加负离子，可以得到洁净、富含水分、湿度相对较高、富含负离子的空气，从而有效模拟森林里、瀑布边的空气环境，并提高负离子的存活时间。
本发明可产生洁净空气和富含水分子的小负离子，保证输出的负离子浓度的同时延长负离子存活寿命，有利于生物体吸收，从而模拟出森林和瀑布边等自然界的负离子状态。
根据理想气体状态方程和混合气体压强公式，自然蒸发在空气湿度高时会自动减慢，湿度饱和时不再蒸发，从而不会出现过度加湿的情况，保证空气湿度情况也尽量模拟自然状态。
另外，空气通过被水浸润的湿网以后，因为水分蒸发吸收了热量，所以最终从设备出风口吹出的空气温度会比机内温度低，不会造成热风。
本发明中，负离子释放电极采用碳纤维集束制作。
本发明的有益效果在于：水是以水分子形态蒸发到空气中，然后再添加负电荷，产生出富含水分子的负离子，同时保证了输出的负离子浓度，从而模拟出森林和瀑布边等自然界的负离子状态。
负离子具有两方面优点：医学作用和环境作用。医学作用包括：加快呼吸道纤毛组织，增加血液中血红蛋白的含量、降低血糖，对神经***的镇静作用、预防神经衰弱，提高肌体免疫***的免疫功能，等等。环境作用是指，负离子与空气中烟尘、灰尘颗粒结合，使其带电，由于静电的作用，带静电的烟尘、灰尘颗粒被地面吸引，产生沉降。值得注意的是，负离子若作用于除尘，则会消耗；除尘之后，负离子消失，不会再对人体产生医学作用。因此，想要负离子最大限度地为人体利用，必须先采用其它手段除尘，使洁净空气通过负离子释放电极。根据本发明另一具体实施方式，释放装置进一步包括过滤网；过滤网安装在壳体上，过滤网位于风机的后方、且与风机平行设置。该过滤网具有除尘作用。该过滤网的设置可综合考虑成本及空气环境；若空气环境本身优良，空气本身比较洁净的时候，则不需安装过滤网；或者若成本控制要求较高，也可不安装过滤网。经过过滤以后，空气中灰尘和烟雾被清除，保证了产生的负离子为小粒径的轻离子，而轻离子利于生物体吸收。负离子释放电极向洁净空气中添加负离子，可使负离子更多地作用于人体。另外，经过过滤之后，空气的洁净度提高，有利于提高负离子的存活时间。
根据本发明另一具体实施方式，释放装置进一步包括加热网；加热网安装在壳体上；加热网位于风机和湿网之间，且与风机平行设置。加热空气能加速湿网的水分蒸发，在空气湿度高的情况下，可以关闭加热网电源，节约能源。空气通过高温加热网，对空气中的细菌和病毒有一定的杀灭作用，因此本发明的装置同时具有一定的空气消毒功能。
根据本发明另一具体实施方式，加热网与湿网贴合、或者二者之间留有空隙。
根据本发明另一具体实施方式，水箱之内设有用于探测水位的探针。探针的根部固定在壳体底部，探针根部有导线与控制电路板连接。探针头部向下伸出机体外壳，伸入水箱。开机通电以后，控制电路板先检测两个探针之间的电流，如果电流为0(开路状态)，表明水箱内缺水，则机器不工作。如果两个探针之间存在电流(闭路状态)，说明水箱内有水，机器开始工作。工作过程中，电路板控制元件定期检测探针的电流情况，达到缺水状态则停止工作。探针检测电路为低压直流电路，其电压低于人体可以承受的安全电压，从而防止水箱带电而给操作人员带来伤害。
根据本发明另一具体实施方式，加热网为带加热元件的网状通风结构；加热元件为PTC陶瓷加热片、或者电阻式加热元件。工作状态下加热元件温度保持在150～280度之间，实施过程中根据搭配的风机的风量大小以及机内空间大小来确定加热元件的温度。空气通过高温加热网，对空气中的细菌和病毒有一定的杀灭作用，因此本发明的装置同时具有一定的空气消毒功能。以PTC陶瓷加热片为例，加热网由多组波纹状铝板、PTC陶瓷片、平整铝板电极组成网状通风结构，各个元件通过导电硅脂粘接在一起。其中PTC陶瓷加热片加热波纹状铝板，空气通过波纹状铝板的缝隙时，被波纹状铝板加热。
根据本发明另一具体实施方式，湿网为多层网状结构，单层湿网网孔大小约为10×15mm，每层湿网的网孔错开；湿网的材料为特制原木浆纸、或高吸水性纤维材料。利用湿网材料容易被水浸润的特点、以及毛细现象，实现水的自动爬升。其中，特制原木浆纸的纸质内的木纤维方向一致，并经过环保的防霉处理。高吸水性纤维材料采用技术手段使聚酯材料改性，熔喷喷丝后使其具有吸水性、储水量高的特性，添加表面活性剂，使其自然吸水，水的扩散速度快，自然吸水浸润高度达到5-9cm/3分钟。
因为水的爬升距离限制，根据本发明另一具体实施方式，湿网位于水面以上的高度小于20cm。
另一方面，本发明提供一种富含水分子的轻负离子释放方法，其包括如下步骤：
A、风机吸入过滤后的干燥空气；
B、步骤A中的干燥空气通过加热网加热，得到热空气；
C、步骤B中的热空气通过被水浸润的湿网，得到湿润空气；
D、步骤C中的湿润空气通过负离子释放电极添加负离子，得到富含负离子的空气；
E、步骤D中富含负离子的空气通过出风口排出。
本发明中，空气先经过滤网过滤，产生洁净空气，然后经过加热网加热以后，再通过被水浸润的湿网，最后通过负离子释放电极添加负离子，从而产生洁净空气和富含水分子的小负离子，保证输出的负离子浓度的同时延长负离子存活寿命，达到模拟自然界中负离子状态的目标。
进一步地，工作过程中，根据空气湿度要求打开或者关闭加热网；另外，工作过程中，通过探针定期检测水箱情况，达到缺水状态则停止工作。
与现有技术相比，本发明具有如下技术优势：
1、空气先经过滤网过滤再通过加热网加热以后，再通过被水浸润的湿网，最后通过负离子释放电极添加负离子，从而产生富含水分子的负离子，达到了模拟自然界中负离子状态的目标；
2、经过过滤以后的洁净空气保证了生成的负离子是轻离子，容易被生物体吸收，同时延长了负离子存活时间。
2、采用蒸发式加湿，水是以分子形态添加到空气中，保证了与负离子结合的水是以分子形态存在，不是水珠；
3、先添加水分子，再添加负离子，不会出现负离子被机器内部吸收的情况，保证了负离子输出浓度；
4、不使用超声波雾化，杜绝了超声波泄漏带来的副作用；
5、空气通过高温加热网，对空气中的细菌和病毒有一定的杀灭作用，因此本设备同时具有一定的空气消毒功能；
6、热空气通过蒸发式湿网以后，因为水分蒸发吸收了热量，所以最终从设备出风口吹出的空气温度会比机内温度低，不会造成高温热风。
附图说明
图1为实施例1的轻负离子释放装置的纵向剖面结构示意图；
图2为实施例1中，各部件与控制电路板的连接关系示意图；
图3为实施例1中，加热网的侧面结构示意图；
图4为实施例1中，加热网的立体结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施例的富含水分子的轻负离子释放装置包括：壳体1、风机2、加热网3、湿网装置4、控制电路板5、过滤网6、负离子发生器9。
其中，壳体1的材料为塑料或其它刚性材料，壳体1包括进风口101和出风口102，出风口102位于进风口101的前方。
过滤网6安装在壳体1上、进风口101和风机2之间，且与风机2平行设置。
风机2为例如普通风机或散热风扇，其安装在壳体2内的进风口一侧；
湿网装置4包括湿网401和水箱402。湿网401为多层网状结构，单层湿网网孔大小约为10×15mm，每层湿网的网孔错开；湿网的材料为特制原木浆纸。利用特制原木浆纸容易被水浸润的特点、以及毛细现象，实现水的自动爬升。其中，特制原木浆纸的纸质内的木纤维方向一致，并经过环保的防霉处理。湿网位于水面以上的高度小于20cm。湿网401安装在壳体2内的出风口一侧；湿网401的底部浸在水箱402中；湿网401与风机2平行设置；水箱402位于壳体2之外、壳体2的下方；壳体2底部有开口，湿网401从开口处向下伸出，进入水箱402内，工作时湿网401进入水箱内的部分浸泡在水中。水箱402之内设有用于探测水位的探针403。探针403的根部固定在壳体2底部，探针403根部有导线与控制电路板5连接。探针403头部向下伸出壳体2，伸入水箱402。
如图2所示，风机2、加热网3、探针403、负离子发生器9均通过导线与控制电路板5连接，由控制电路板5控制。
如图3-图4所示，加热网3安装在壳体2上；加热网3位于风机2和湿网401之间，且与风机2平行设置。加热网3与湿网401之间留有空隙。加热网3为带加热元件的网状通风结构；加热元件为PTC陶瓷加热片。加热网由多组波纹状铝板303、PTC陶瓷片301、平整铝板电极302组成网状通风结构，各个元件通过导电硅脂304粘接在一起。其中PTC陶瓷加热片301加热波纹状铝板303，空气通过波纹状铝板303的缝隙时，被波纹状铝板303加热。
负离子发生器9包括负离子释放电极901，负离子释放电极901安装在壳体2内的出风口102一侧，其位于湿网401的前方。负离子释放电极采用碳纤维集束制作。
本实施例的富含水分子的轻负离子释放方法包括如下步骤：
A、风机吸入过滤后的干燥空气；
B、步骤A中的干燥空气通过加热网加热，得到热空气；
C、步骤B中的热空气通过被水浸润的湿网，得到湿润空气；
D、步骤C中的湿润空气通过负离子释放电极添加负离子，得到富含负离子的空气；
E、步骤D中富含负离子的空气通过出风口排出。
工作过程中，根据空气湿度要求打开或者关闭加热网；另外，工作过程中，通过探针定期检测水箱情况，达到缺水状态则停止工作。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：1、加热网与湿网贴合；2、湿网的材料为高吸水性纤维材料，高吸水性纤维材料采用技术手段使聚酯材料改性，熔喷喷丝后使其具有吸水性、储水量高的特性，添加表面活性剂，使其自然吸水，水的扩散速度快，自然吸水浸润高度达到5-9cm/3分钟。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种富含水分子的轻负离子释放装置，其包括：
壳体，其包括进风口和出风口，所述出风口位于所述进风口的前方；
风机，其安装在所述壳体内的进风口一侧；
湿网装置，其包括湿网和水箱，所述湿网安装在所述壳体内的出风口一侧；所述湿网的底部浸在所述水箱中；所述湿网与所述风机平行设置；
负离子发生器，其包括负离子释放电极，所述负离子释放电极安装在所述壳体内的出风口一侧，其位于所述湿网的前方。
2.如权利要求1所述的释放装置，其中，所述释放装置进一步包括过滤网；所述过滤网安装在所述壳体上，所述过滤网位于所述风机的后方、且与所述风机平行设置。
3.如权利要求1所述的释放装置，其中，所述释放装置进一步包括加热网；所述加热网安装在所述壳体上；所述加热网位于所述风机和所述湿网之间，且与所述风机平行设置。
4.如权利要求3所述的释放装置，其中，所述加热网与所述湿网贴合、或者二者之间留有空隙。
5.如权利要求1所述的释放装置，其中，所述水箱之内设有用于探测水位的探针。
6.如权利要求3所述的释放装置，其中，所述加热网为带加热元件的网状通风结构；所述加热元件为PTC陶瓷加热片、或者电阻式加热元件。
7.如权利要求1所述的释放装置，其中，所述湿网为多层网状结构；所述湿网的材料为原木浆纸、PP吸水纸、或高吸水性纤维材料。
8.如权利要求1所述的释放装置，其中，所述湿网位于水面以上的高度小于20cm。
9.一种富含水分子的轻负离子释放方法，其包括如下步骤：
A、风机吸入过滤后的干燥空气；
B、步骤A中的干燥空气通过加热网加热，得到热空气；
C、步骤B中的热空气通过被水浸润的湿网，得到湿润空气；
D、步骤C中的湿润空气通过负离子释放电极添加负离子，得到富含负离子的空气；
E、步骤D中富含负离子的空气通过出风口排出。
10.如权利要求9所述的方法，其中，
工作过程中，根据空气湿度要求打开或者关闭加热网；
工作过程中，通过探针定期检测水箱情况，达到缺水状态则停止工作。
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